中國粉體網訊 超高壓壓制工藝是全固態電池生產中必需的一個工藝。目前，施加高壓的設備包括溫等靜壓機（WIP）和輥壓機，WIP是通過在密閉條件下，利用液體或氣體不可壓縮和均勻傳遞壓力的性質、支持從各個方向對加工件進行均勻加壓；輥壓機是通過輥輪進行壓制和層壓，保證厚度均勻一致，并實現連續生產。
這兩種壓制工藝哪一種更有優勢？在全固態電池產業化中哪種工藝更受青睞？
2024年11月，本田在公布其全固態電池的示范生產線時表示，基于常規的液態鋰離子電池生產工藝，本田全固態電池生產工藝采用輥壓技術，有助于增加固體電解質層的密度，這一工藝適用于生產全固態電池，并使連續壓制成為可能。隨著輥壓技術的采用，本田將努力提高電解質和電極之間的界面接觸程度，并提高整體生產率。
本田壓輥過程
今年6月據韓媒報道，三星SDI正在將固態電池制造中必不可少的溫等靜壓機（WIP）轉移到輥壓機。三星SDI正在加強對后續工藝設備的開發和投資，以彌補輥壓機技術容易使材料容易斷裂的缺點。然而2024年1月曾有媒體報道三星SDI是等靜壓技術的推崇和應用者，稱其當時正在固態電池產線中測試采用溫等靜壓機。
韓媒還提及，不僅三星SDI，LG Energy Solution和SK On也在開發使用WIP和輥壓技術的固態電池。LG Energy Solution在其固態電池中試生產線中引入了WIP設備。SK On正在開發自己的固態電池，并與美國Solid Power合作，共同研發WIP和輥壓方法。現代汽車公司也建立了一條固態電池試驗線，并使用WIP實施了超高壓工藝。
國聯汽車動力電池研究院的研究人員認為，輥壓作為最常見的致密化方法，尤其適用于鋰離子電池的生產，因其具備較高的通量和易于擴展性。然而，對于全固態電池而言，所需的致密化壓力遠高于鋰離子電池，通常需要超過300 MPa的壓力，這可能會導致固態電解質和電極層的不均勻性，甚至發生裂紋。而等靜壓技術適用于任何尺寸的全固態電池，可以在所有方向上均勻施加超高壓力，以致密化全固態電池。但是，等靜壓相對較高的成本和較長的加工時間限制了其在全固態電池大規模生產中的應用。
全固態電池與傳統鋰電池的生產工藝裝備究竟是否兼容？
一派的專家認為，全固態鋰電池的生產設備雖然與傳統鋰離子電池電芯生產設備有較大差別，但從客觀上看不存在革命性的創新，可能80%的設備可以延續鋰離子電池的生產設備，只是在生產環境上有了更高的要求，需要在更高級別的干燥間內進行生產。
同時，也有產業界的專家認為：電芯的產線工藝革命是必然的，因為材料都不一樣，如果是用傳統液態鋰電池已有的產線做全固態電池，一定做不好，一定沒有革命性的成果。因此，全固態電池的設備創新、工藝創新是必經之路。
全固態電池產業化可以看作是一次從材料體系到電池結構到制程工藝的全面升級。而目前的全固態電池不僅材料體系尚未成型、而且產線設備也不完備，全固態電池產業鏈或仍處于混沌狀態。
參考來源：
[1]中國粉體網：全固態鋰電池，不是你想的那樣
[2]段羿等：硫化物基全固態電池難點與挑戰，國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
（中國粉體網編輯整理/平安）
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